Biomarcadores derivados de planta e de microrganismos em solos de tabuleiros costeiros cultivados com eucalipto e acácia

Abstract

Alterações no sistema de manejo pelo cultivo de diferentes povoamentos florestais e a utilização de rotação de culturas podem levar a alterações na qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) e deposição de resíduos vegetais. O presente estudo avaliou o estádio de decomposição e a contribuição de compostos de origem vegetal e microbiana para a MOS por meio de biomarcadores, tais como: fenóis derivados de lignina, carboidratos e aminoaçúcares em monocultivos do Eucalyptus urograndis (clone do Eucalyptus urophylla S. T. Blake x Eucalyptus grandis W. Hill ex Spreng) de ciclo curto (sete anos), sistemas de cultivo de rotação de acácia (Acacia mangium Willd.) após monocultivo de eucalipto, monocultivo de eucalipto de ciclo longo (24 anos) e mata nativa (Mata Atlântica) como condição original de solo do litoral Norte do Espírito do Santo. Para tanto, foram estimados nas amostras de solo e serapilheira os teores de C orgânico total (COT), N total (NT), teores de fenóis derivados de lignina (VSC), carboidratos e aminoaçúcares derivados da atividade microbiana no solo e, as relações ácidos e aldeídos dos grupamentos vanilil ((Ac/Al)Vanilil) e siringil ((Ac/Al)Siringil) da lignina, relação hexoses/pentoses (H/P) dos carboidratos e, relações glucosamina/ácido murâmico (Gluc/Mur.) e glucosamina/galactosamina (Gluc/Gal) dos aminoaçúcares. Os resultados indicaram que na serapilheira do monocultivo de eucalipto de ciclo curto houve maior deposição da matéria seca, teor de lignina (VSC) e carboidratos, relação C/N e VSC/N; Semelhante proporção de resíduos grossos, resíduos finos e teor de C e, menor teor de N, comparado àquela sob rotação de acácia. No solo, o cultivo de acácia aumentou os teores de C, N e carboidratos, aumentou a relação ácido/aldeído do grupamento vanilil da lignina e a relação glucosamina/ácido murâmico dos aminoaçúcares derivados da atividade microbiana. O aumento do tempo de cultivo do eucalipto (24 anos) incrementou o teor de C e reduziu a relação VSC/N na MOS em comparação ao monocultivo de eucalipto de ciclo curto, e apresentou teor de C e N inferiores àqueles observados no solo de acácia e mata nativa. A menor relação ácidos/ aldeídos (Ac/Al) dos fenóis derivados de lignina no solo cultivado com eucalipto (de curto e longo ciclo) indica que a MOS encontra-se em estádio menos avançado de decomposição do que no solo cultivado com acácia, e naquele de mata nativa. Nos solos de acácia, seguido por aquele de eucalipto, a maior relação glucosamina/ácido murâmico sugere maior participação de fungos na comunidade microbiana, enquanto nas áreas de mata nativa e eucalipto de ciclo longo há mais abundância de compostos derivados de bactérias. Neste sentido, observou-se a recuperação na qualidade do solo cultivado com eucalipto de ciclo longo e rotacionado com acácia em relação ao monocultivo de eucalipto de ciclo curto.

Changes in the management systems for the cultivation of different forest stands and the use of species rotation can lead to alterations in the quality of soil organic matter (SOM) and plant residue deposition. This study evaluated the stage of decomposition and the contribution of plant and microbial origin for SOM through biomarkers, such as lignin-derived phenols, carbohydrates and amino sugars in continuous short- rotation eucalypt (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis hybrid) (seven years) compared to a rotation system including acacia (Acacia mangium Willd.) after short-rotation eucalypt; and long-rotation eucalypt (24 years). A native vegetation (Atlantic Forest) was used as a reference for the original site condition representative for the northern coast of Espírito Santo state. To do so, we estimated the content of total organic C (TOC), total N (TN) and the contents of lignin-derived phenols (VSC), the carbohydrates and the amino sugars derived from soil microorganisms, and acids/aldehyde ratio of groups vanilil ((Ac/Al)vanilil) and syringyl ((Ac/Al)syringyl) of the lignin, hexoses/pentoses (H/P) ratio of carbohydrates, besides glucosamine/ muramic acid (Gluc/Ac. Mur) and glucosamine/galactosamine (Gluc/Gal) ratios for soil and litter samples. The results indicated that litter of the continuous short-rotation eucalypt has greater dry mass, lignin (VSC) and carbohydrates contents, C/N and VSC/N ratios; a similar proportion of coarse litter to fine litter and C content, but a lower N content in comparison to the species rotation system that includes the leguminous acacia. In the soil, acacia cultivation increases C, N and carbohydrates content, widened the acid/aldehyde ratio of vanilil groups of lignin and the glucosamine/muramic acid ratio of amino sugars derived from microbial activity. The longer rotation of eucalypt (24 years) increased C content and decreased the VSC/N ratio in SOM compared to the continuous short-rotation eucalypt, but still having C and N content lower than in soil of acacia and native forest. The smallest Ac/Al ratio of lignin-derived phenols in soils cultivated with eucalypt (in long and short-rotation) indicates that the SOM is in less advanced stage of decomposition (humification) than in the soil cultivated with acacia, and that under native forest. In soils under acacia, followed by that of short-rotation eucalypt, the higher glucosamine/muramic acid ratio suggested a greater contribution of fungi in SOM cycling, whereas in the native forest and long-rotation eucalypt there is greater abundance of bacteria-derived compounds. Overall, the results indicate that there was a recovery in the quality of the soils cultivated with eucalypt for a longer rotation and also with acacia in relation to the continuous short-rotation eucalypt.